CN219077656U - 一种基因测序芯片的封装治具系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种基因测序芯片的封装治具系统，用热压粘接的方式实现多层基因芯片的封装。本实用新型改进的热压机以及压头，采用了多个载具的模式；多个压头与载具一一对应。是一种操作简单，使用方便，生产成本低，生产效率快的芯片封装系统。

Description

一种基因测序芯片的封装治具系统

技术领域

本实用新型涉及一种基因测序芯片的封装治具系统，属于生物、化学检测领域。具体涉及基因检测领域。

背景技术

生物芯片(Biochips)是90年代中期发展起来的一项尖端技术。一种微型多参数生物传感器。它通过在一微小的基片表面固定大量的分子识别探针，或构建微分析单元或系统，实现对化合物，蛋白质，核酸，细胞或其他生物组分准确，快速，大量信息的筛选或检测。通过微阵列(Microarray)技术将高密度DNA片段阵列通过告高速器人或原位合成方式以一定的顺序或者排列方式使其附着固相表面(常用玻璃/硅片等材料作为固相支持物)，以荧光标记的DNA探针，借助碱基互补杂交原理，进行大量基因表达及监测等方面研究的最新革命性技术。基因测序是一种新型基因检测技术，基因测序相关产品和技术已由实验室研究演变到临床使用。基因芯片或者说测序芯片是基因测序用的芯片。目前已经有多种多样的基因测序芯片问世。基因芯片的测序原理是杂交测序方法，即通过与一组已知序列的核酸探针杂交进行核酸序列测定的方法，在一块基片表面固定了序列已知的靶核苷酸的探针。当溶液中带有荧光标记的核酸序列，与基因芯片上对应位置的核酸探针产生互补匹配时，通过确定荧光强度，获得一组序列完全互补的探针序列。据此可重组出待测核酸的序列。其芯片是简单的多层结构。现有芯片的设计多种多样，材料主要是玻璃或者硅片，主要的目的还是为满足各种测序反应的需求。本实用新型公开一种基因测序芯片的封装系统，用热压粘接的方式实现多层基因芯片的封装。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对基因测序芯片封装难以量产的问题，提供了一种操作简单，使用方便，生产成本低，生产效率快的芯片封装系统。

本实用新型提供一种基因测序芯片的封装治具系统，其特征在于利用热压机进行封装；所述热压机包括热压头，载物台；其中，所述载物台包括定位模块，以及2-5个载具；所述载具用于放置基因测序芯片，并与基因测序芯片尺寸匹配；所述载具包括定位孔；所述热压头用于对载具上的基因测序芯片加热、加压；所述热压头的尺寸与载具匹配。

根据优选的实施方式，所述定位模块包括直线导轨，包括X方向与Y方向的导轨。

根据优选的实施方式，所述载具包括2个定位孔。

根据优选的实施方式，所述载具包括4个定位孔。

根据优选的实施方式，所述载具用铝制材料制备。

根据优选的实施方式，所述热压机包括显示器。

根据优选的实施方式，所述热压机为双手启动模式。

基因测序芯片的双层结构对位贴合后，用热压机对芯片进行压合，从而使双面胶膜Spacer能够更好的与测序芯片的两层进行接触，从而提高粘贴强度，及测序芯片的平整度，保证测序芯片在使用的过程中不漏液体。热压设备需要根据测序芯片的尺寸进行设计载物台及压头形状，从而更好的实现测序芯片的封装，从而构成测序芯片封装完整的封装系统。

根据优选的实施方式，所述测序芯片的基片和盖片所选用的材料为玻璃材料。

根据优选的实施方式，所述测序芯片的双面胶膜Spacer采用模切的方式进行加工，且模具为1模5穴。

根据优选的实施方式，所述测序芯片的贴合装置材料选用铝材质进行加工，且与模切的双面胶膜Spacer配套。双面胶Spacer与贴合装置定位采用定位销进行定位。

根据优选的实施方式，所述测序芯片热压设备用热压机，热压机的载物台用不锈钢材质，压头采用导热性能优异，耐冲击，硬度高的材料，导轨选用直线导轨。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供了一种适用于测序芯片可用于量产的封装系统，系统结构简单，易于操作。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为；贴合工装下板；

图2为：贴合工装上板；

图3为：模切双面胶膜Spacer；

图4为：热压机整体图；

图5为：热压机关键构造图；

图6为：载具移动平台；

图7为：载具结构图；

图8为：压头结构图。

具体实施方式

为了进一步说明本实用新型的核心内容，现将本实用新型用下面的例子作为说明。实施例是为了进一步解释实用新型内容部分，并不对于本实用新型造成限制。

本实用新型中，所述的表示位置的词，例如上下，左右，X,Y等等，表示的是相对的位置的关系，并不能理解为绝对的位置关系，例如上下等位置关系，在不影响使用的情况下，可以偏转一定的角度，其并不影响本实用新型的主旨。

本实用新型的目的是针对基因测序芯片封装难以量产的问题，提供了一种操作简单，使用方便，生产成本低，生产效率快的芯片封装系统。另外本实用新型为提供的系统具有普适性，可以根据测序芯片的结构大小更改系统结构尺寸。

本实用新型主要用于基因芯片的生产过程中的芯片封装，其原理是将基因测序芯片的基片及盖片进行贴合，来形成厚度均一，耐高温及低温，生物相容性良好，不漏液的微反应腔室。通过筛选一款性能优异，厚度均匀，粘贴力强，初粘性高的双面胶膜作为微反应腔室的Spacer，双面胶膜可根据使用场景选择不同颜色，如透明，茶色，黑色等，双面胶膜的厂商可选3M，日东，德莎，日东，kapaton，罗曼，康宁等进口厂商，国产厂商亦可进行选择。

将双面胶膜根据基因测序芯片的Flowcell的轮廓形状进行模切或者激光切割，切割的时候要考虑一模几片，方面后续设计贴合工装以及考虑量产需求。将基因测序芯片的基片放在定位工装下板，然后通过定位装置将模切或者激光切割的双面胶膜Spacer定位在工装上，通过滚轮将基片和双面胶膜进行滚压贴合，然后将双面胶膜离型纸撕掉，再通过定位装置的上定位板，再将基因测序芯片盖片通过上定位板贴到基片上，从而实现测序芯片的双层结构的贴合。工装的对位公差可根据需求进行控制。

普通的热压机显然不符合基因测序芯片的封装使用。普通的热压机结构简单，其热压的条件控制与平整度并不能打到很高的要求。为了专门的基因测序芯片的制备加工，申请人在热压机的基础上进行了多种的改进。加工了压头架构，改进了定位结构，制作了专门的载具。

实施例1,

双面胶膜贴合工装结构如图1,2,3所示。双面胶膜的模切结构如图4所示。按照图1图2和图3的结构图加工工装，图1中的标注(1)是放测序芯片基片的定位槽，根据需求进行设计，定位槽的深度选择最好是比基片的厚度大，本实用新型定位槽的深度是1.1mm，基片厚度为1mm，然后将测序芯片的基片依次放入定位槽内，定位槽的长度和宽度要根据基片的长度和宽度进行设计，定位槽的长度和宽度最好比基片的长度和宽度大0.05mm，以保证定位的精度。将模切后的双面胶胶膜Spacer去掉一面的离型膜(双面胶膜两面都有离型膜，以保护胶膜不被污染)，将图3的双面胶膜通过标注(6)的定位孔套在图1所示标注(2)的定位销上，标注(2)的两个定位销进行定位，保证双面胶膜和图1标注1定位槽里的测序芯片的基片对位精度，定位销的直径要比标注(6)的定位孔小，保证操作的顺畅，本实用新型中定位销的直径比标注(6)的定位孔为0.05mm。通过定位销定位后，用滚轮将双面胶膜和基片进行滚压贴合，使双面胶膜和基片实现粘接，然后将双面胶膜上表面的离型纸撕掉，由于双面胶膜和基片的粘附力更强，所以上层离型膜很容易撕掉。将图2的定位工装上板通过标注(4)的定位孔套在图1所示标注(2)的定位销上，来实现工装上板的定位。标注2的定位销直径要比图2标注(4)的定位孔的直径小，本实用新型标注2的定位销(定位孔)比标注(4)的定位孔直径小0.05mm，保证操作的顺畅同时保证了对位精度。工装上板定位后，用真空吸笔吸住测序芯片的盖片。将盖片通过图2的工装上板的标注(3)的定位槽放进去，使得盖片通过标注(3)进行限位，和双面胶膜进行吸附贴合。通过这一系列的操作，将测序芯片基片，双面胶膜，测序芯片盖片贴合到了一起，保证了对位精度，从而实现测序多层结构的对位贴合。

测序芯片实现多层结构对位贴合后，要对贴合后的测序芯片进行热压，使得测序芯片的基片和盖片能够更好的与双面胶膜进行接触，排除胶层的气泡，从而得到更好的粘接强度，保证测序芯片在使用过程中不漏液。如图4所示，热压机的整体结构图，本实用新型是5工位热压机，具体工位可以根据不同的产能需求进行设计。图5为热压机的关键结构示意图。标注(13)是测序芯片定位槽，定位模组可以进行X方向和Y方向的移动，将定位模组调整到适当位置，定位模组几何中心能和图8的压头几何中心重合，用定位螺栓在标注(12)进行锁紧，固定位置。将贴合好的测序芯片，放进图7所示的标注(13)位置，每个载具都放好测序芯片后，按照需求温度对压头进行加热。图6所示载具移动平台通过直线导轨移动到固定位置，到达后，按住热压机的双手启动按钮，压头下压，开始对测序芯片进行热压。考虑到安全因素，避免操作人员误操作，热压机设置了双手启动模式，同时热压机设置了光幕模块，有遮挡物热压机将会停止动作，以此来保证操作人员的人身安全。压头要有加热模组和散热模组，以保证压头温度的恒定。图8为压头具体结构图，标注(15)为压头的仿形，仿形的含义就是形状要和模切双面胶膜的形状尽量相同，从而来实现更好热压效果。本实用新型中压头的仿形外轮廓尺寸比模切双面胶膜的轮廓尺寸大0.2mm。

应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种基因测序芯片的封装治具系统，其特征在于利用热压机进行封装；所述热压机包括热压头，载物台；其中，所述载物台包括定位模块，以及2-5个载具；所述载具用于放置基因测序芯片，并与基因测序芯片尺寸匹配；所述载具包括定位孔；所述热压头用于对载具上的基因测序芯片加热、加压；所述热压头的尺寸与载具匹配。

2.根据权利要求1所述的基因测序芯片的封装治具系统，其特征在于，所述定位模块包括直线导轨，包括X方向与Y方向的导轨。

3.根据权利要求1所述的基因测序芯片的封装治具系统，其特征在于，所述载具包括2个定位孔。

4.根据权利要求1所述的基因测序芯片的封装治具系统，其特征在于，所述载具包括4个定位孔。

5.根据权利要求1所述的基因测序芯片的封装治具系统，其特征在于，所述载具用铝制材料制备。

6.根据权利要求1所述的基因测序芯片的封装治具系统，其特征在于，所述热压机包括显示器。

7.根据权利要求1所述的基因测序芯片的封装治具系统，其特征在于，所述热压机为双手启动模式。

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